アクティブファイバー標的で拓くS = -2ハイパー核の精密分光
| Project/Area Number |
20J20381
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
原田 健志 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | ハイパー核 / マルチストレンジネス / J-PARC / 欠損質量分光 / Ξハイパー核 / 実験核物理 / ストレンジネス核物理 / 反応分光 / 精密分光 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、ストレンジクォークを含む原子核（ハイパー核）を分光学的手法を用いて調べることにより、４つの基本相互作用のうち、強い相互作用のはたらきを解明する研究である。
特に、ハイパー核の中でも実験結果の乏しいストレンジネス量子数が-2のグザイハイパー核に注目している。
グザイハイパー核のエネルギー準位を高精度に測定し、その束縛状態を世界で初めてピーク構造として捉え、エネルギー準位とその崩壊幅を測定する。この結果から、グザイ粒子と核子間に働く相互作用ポテンシャルの実部と虚部の情報を得て、バリオン間力模型に強い制限を与える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、J-PARC K1.8ビームラインエリアにおいて、(K-, K+)反応を用いてストレンジネス量子数 S = -2を持つグザイハイパー核を生成し、欠損質量分光法によりそのエネルギー準位と崩壊幅を測定する。これらの実験情報からグザイ粒子と原子核の間に働く相互作用ポテンシャルの実部・虚部の情報を得てバリオン間相互作用モデルに制限を与えることが本研究の目的である。ビームタイムは2023年度中に開始・終了する予定である。
散乱粒子の飛跡検出のため、磁気スペクトロメーター（S-2S）の前後に計５台の飛跡検出器を設置した。読み出しに使用するケーブルを配線しノイズを抑える処置をした。S-2Sの下流に設置した３台の飛跡検出器については、これらを通過した宇宙線に起因する信号からその飛跡を再構成し、検出器ごとの検出効率を評価した。ワイヤーに印加する高電圧や信号の閾値電圧等を適切に設定することにより、検出効率が99.9%を超えることを確認した。粒子識別検出器についても設置後ケーブル配線を行い、密封線源を用いて信号読み出しに使用する光電子増倍管（PMT）の利得調整を行った。PMTは通常、磁場環境下では量子効率が低下し実効的な信号の大きさが小さくなる。この効果を除去する目的で、本実験で使用する粒子識別検出器には磁気シールドやバッキングコイルを設けている。実際にS-2Sを励磁し、これらが機能していることを確認した。反応標的には、シンチレーションファイバーで構成される有感標的AFTを使用する。約900本のシンチレーションファイバーを組み上げ固定するためのフレームを設計・製作した。シンチレーショファンイバーから発する光は、ファイバー両端に配置した光子計測器（MPPC）を用いて読み出す。総数約1800チャンネル分のMPPC基板を製作し、実機フレームに取り付けた。製作したAFT実機を実験エリアへ設置し、調整を進めた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(15 results)
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[Journal Article] High resolution spectroscopy of Ξ hypernuclei with active fiber target2022
Author(s)
Takeshi K. Harada, K. Ebata, T. Gogami, S. H. Hayakawa, R. Honda, Y. Ichikawa, K. Miwa, T. Nagae, T. Nanamura, T. Takahashi, M. Ukai and T. O. Yamamoto
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Journal Title
EPJ Web of Conferences
Volume: 271
Pages: 03006-03006
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Candidates for the 5α condensed state in 20Ne2021
Author(s)
Adachi S.、Fujikawa Y.、Kawabata T.、Akimune H.、Doi T.、Furuno T.、Harada T.、Inaba K.、Ishida S.、Itoh M.、Iwamoto C.、Kobayashi N.、Maeda Y.、Matsuda Y.、Murata M.、Okamoto S.、Sakaue A.、Sekiya R.、Tamii A.、Tsumura M.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 819
Pages: 136411-136411
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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